MLCC發(fā)展專題報告

1、 MLCC專題報告：電動化、智能化、5G驅(qū)動行業(yè)景氣持續(xù)上行 報告綜述MLCC 是應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)電子元件。MLCC（片式多層瓷介質(zhì)電容器） 具備體積小、比容大、壽命長、可靠性高、易 SMT 等優(yōu)點，廣泛用于手 機、平板、PC、汽車和消費電子領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，MLCC 年需求量已經(jīng)超 過 4.3 萬億只，市場規(guī)模在 130 億美金以上。材料、工藝、設(shè)備垂直一體化構(gòu)筑行業(yè)壁壘，集中度較高。MLCC 的生 產(chǎn)有非常高的壁壘，除了掌握介質(zhì)薄層化和共燒等核心技術(shù)外，對上游粉 體制備、配方研究，和基于材料、工藝理解定制設(shè)備的能力，都極為關(guān)鍵。 也正因為此，日韓廠商在中高端領(lǐng)域獲得了幾近壟斷的地位。國內(nèi)以三環(huán)

2、、 風華為代表的龍頭廠商，持續(xù)進行陶瓷材料、核心工藝和專用設(shè)備垂直一 體化的探索，國產(chǎn)替代空間巨大。需求提速、供給受限，行業(yè)高景氣持續(xù)。兩大驅(qū)動因素拉動 MLCC 需求 加速增長：1）電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化加速，高容值、大尺寸車用 MLCC 需求迎來爆發(fā)式增長（單車 3-8 倍提升）；2）5G 終端、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備出貨 快速增長，進一步拉動 MLCC 需求。而供給端的擴產(chǎn)相對穩(wěn)定，短期東 南亞產(chǎn)能仍有疫情干擾，我們測算 20-23 年供給過剩比例分別為-15%、3%、 9%、10%，供需處于緊平衡狀態(tài)，行業(yè)將繼續(xù)保持高景氣，價格具備向上 彈性，考慮到目前庫存水平較低，這一輪上行周期更為持久。1、M

3、LCC：應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)電子元件根據(jù)內(nèi)部是否有源，電子元件分為主動元件和被動元件。一般來說，被動元件不 必接電就可以運作，能產(chǎn)生調(diào)節(jié)電流電壓、儲存靜電、防治電磁波干擾、過濾電 流雜質(zhì)等的功能，主要包括電容、電阻、電感，以及變壓器、晶振等。按產(chǎn)值計 算，電容、電阻、電感合計占比在 90%左右，其中，電容又是用量最大的元件， 超過被動元件總產(chǎn)值的 65%。電容的主要功能為濾波、耦合、諧振、旁路等，可細分為陶瓷電容器、鋁電解電 容、鉭電解電容、薄膜電容器四種，針對不同應(yīng)用領(lǐng)域選擇也不同。從產(chǎn)值來看， 陶瓷電容是最主要的電容產(chǎn)品，2016 年占比 56%，其中，MLCC 占陶瓷電容市場 93%的份額，

4、相當于一半以上的電容器市場。MLCC 全稱片式多層瓷介質(zhì)電容器，以電子陶瓷材料作為介質(zhì)，將預(yù)制好的陶瓷 漿料通過流延方式制成要求厚度的陶瓷介質(zhì)薄膜，然后在介質(zhì)薄膜上印刷內(nèi)電極， 并將印有內(nèi)電極的陶瓷介質(zhì)膜片交替疊合熱壓，形成多個電容器并聯(lián)，并在高溫下一次燒結(jié)成一個不可分割的整體電子元器件，最后在電子元器件的端部涂敷外 電極漿料，使之與內(nèi)電極形成良好的電氣連接，形成 MLCC 的兩極。MLCC 尺寸規(guī)格繁多，一般有三種劃分標準：按照所采用的陶瓷介質(zhì)類型，溫度特性、材料等特性或 SIZE 封裝大小進行分類。一般來說，中大尺寸高容高耐壓 的產(chǎn)品應(yīng)用場景最為廣泛，小尺寸通常用于智能手機、手表、耳機等小

5、型化電子 產(chǎn)品，超大尺寸封裝電容一般用在超高容、超高壓的場景。由于 MLCC 具有體積小、比容大、壽命長、可靠性高和適合表面貼裝等優(yōu)點，廣 泛應(yīng)用于手機、平板、PC、汽車和消費電子領(lǐng)域，手機是用量最大的細分領(lǐng)域， 達到 35%以上，其次是音視頻、iot 等消費類電子，PC 平板和汽車等。據(jù)統(tǒng)計， MLCC 年需求量已經(jīng)超過 4.3 萬億只，市場規(guī)模在 130 億美金以上。2、材料、工藝、設(shè)備垂直一體化構(gòu)筑行業(yè)壁壘，集中度較高2.1、MLCC 的高壁壘，體現(xiàn)在材料、工藝和設(shè)備的垂直一體化MLCC 的生產(chǎn)制造具備非常高的壁壘，調(diào)漿、成型、堆疊、均壓、燒結(jié)、電鍍等 眾多環(huán)節(jié)，無一不對廠商在陶瓷粉體、

6、成型燒結(jié)工藝、專用設(shè)備的積累，有著極 高的要求。2.1.1、粉體制備和配方是產(chǎn)品性能和成本的關(guān)鍵MLCC 使用的陶瓷粉體，是在鈦酸鋇基礎(chǔ)粉上添加改性添加劑形成的配方粉。鈦 酸鋇可以作為電介質(zhì)材料的主要原因在于其常溫條件下介電常數(shù)較高，但另一方面，鈦酸鋇也存在缺陷，在常溫下鈦酸鋇材料的損耗角正切值很大，介電常數(shù)溫度系數(shù)也很大，因此未經(jīng)改性的鈦酸鋇尚不適合作為電介質(zhì)。改性添加劑主要包括稀土類元素，例如釔、鈥、鏑等，以保證配方粉的絕緣性； 另一部分添加劑，例如鎂、錳、釩、鉻、鉬、鎢等，主要用以保證配方粉的溫度 穩(wěn)定性和可靠性。這些添加劑必須與鈦酸鋇粉形成均勻的分布，以控制電介質(zhì)陶 瓷材料在燒結(jié)過程中

7、的微觀結(jié)構(gòu)及電氣特征，改性添加物一般占到 MLCC 配方粉 重量的 5%。MLCC 所用電子陶瓷粉料的微細度、均勻度和可靠性直接決定了下游 MLCC 產(chǎn)品 的尺寸、電容量和性能的穩(wěn)定，同樣體積下要實現(xiàn)更高的容值，就需要更薄的陶 瓷介質(zhì)達到更多的疊層，即要求陶瓷粉體顆粒足夠精細。同時，粉體在 MLCC 的 成本結(jié)構(gòu)中占比在 20%-45%之間，粉體的自制也直接影響 MLCC 的盈利。因此， 日本 MLCC 龍頭廠商，都有較高的粉體自制比例。目前國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)化的高純鈦酸鋇主要生產(chǎn)方法有：固相法、草酸共沉淀法和水熱 合成法，后兩者都屬于液相法。固相法是將等摩爾的高純碳酸鋇（99.8%以上）和 二氧化鈦

8、（99.9%以上），經(jīng)球磨、混合、壓濾、干燥，再經(jīng) 1050-1150煅燒而 得，反應(yīng)式為：BaCO3+TiO2BaTiO3+CO2。共沉淀法是將等摩爾的可溶性 Ba2+、Ti4+混合，在偏堿的條件下，加入沉淀劑中， 使 Ba、Ti 共沉淀，然后經(jīng)過濾、洗滌、干燥、煅燒后得到鈦酸鋇粉體，以草酸作 為沉淀劑的應(yīng)用最為廣泛。水熱法是指在密閉的高壓釜中，通過將反應(yīng)體系水溶 液加熱至臨界溫度，從而產(chǎn)生高壓環(huán)境并進行無機合成的一種方法，具體來說， 將含有鋇和鈦的前體（一般是氫氧化鋇和水合氧化鈦）水漿體，置于較高的溫度和壓力下（相對常溫、常壓），使他們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過一定時間后，鈦酸鋇粉體就在這種熱水介

9、質(zhì)中直接生成。固相法工藝簡單，但是顆粒大、化學(xué)成分不均勻，共沉淀法產(chǎn)品純度較高，粒度 較小，但也很難達到 100nm 以下，同時洗滌工藝復(fù)雜，成本高，鈦和鋇的摩爾比 也很難控制。水熱法是目前最主流的制備方法，純度高、均勻度好、粒度細，可 以達到 20nm 左右，當然溫度和壓力等反應(yīng)條件苛刻、技術(shù)水平要求較高。目前能夠?qū)崿F(xiàn)高純度、精細度和均勻度的鈦酸鋇粉體制備的廠商以日本和美國為 主，日本 Sakai 化學(xué)、日本化學(xué)、日本 FujiTi、美國 Ferro 等占據(jù) 85%左右份額， 可以制備 100nm 粒徑以下的鈦酸鋇粉體，國內(nèi)的國瓷材料，是繼 Sakai 化學(xué)全球 第二家能成功運用水熱工藝批量

10、生產(chǎn)納米鈦酸鋇粉體的廠家，市占率在 10%左右。2.1.2、核心工藝和定制設(shè)備的能力都需要積累大量的 Know-How除了高精細度鈦酸鋇粉體制備，介質(zhì)薄層化技術(shù)和共燒技術(shù)也是 MLCC 生產(chǎn)需要 掌握的核心技術(shù)。在一定的體積上提升電容量是 MLCC 替代其他類型電容器的有 效途徑，MLCC 的電容量與內(nèi)電極交疊面積、電介質(zhì)瓷料層數(shù)及使用的電介質(zhì)陶 瓷材料的相對介電常數(shù)成正比關(guān)系，與單層介質(zhì)厚度成反比關(guān)系。因此，在一定 體積上提升電容量的方法主要有兩種，其一是降低介質(zhì)厚度，介質(zhì)厚度越低， MLCC 的電容量越高；其二是增加 MLCC 內(nèi)部的疊層數(shù)，疊層數(shù)越多，MLCC 的 電容量越高。目前以村田

11、為代表的日本廠商，已經(jīng)可以將單層薄膜介質(zhì)厚度減少至 0.5m 以 下，疊層在 1000 層以上，而國內(nèi)的較高水平為 3m 左右厚度的薄膜介質(zhì)。介質(zhì) 薄層化主要使用流延工藝，將漿料均勻涂布在 PET Film 上，通過加熱干燥方式， 形成一定厚度、密度、均一的薄膜。成型方式的選擇、刮刀和基帶的距離、擠壓機的壓力會影響薄膜介質(zhì)的厚度，基帶流速、干燥溫度的控制則會影響薄膜介質(zhì)的均勻度，整個流延工藝中需要積累 大量 Know-how。同時，廠商需要有設(shè)備改造的能力，標準化設(shè)備并不足以發(fā)揮 最大的效能，以核心設(shè)備流延機為例，刮刀的選擇，Dry Zone 的設(shè)計等，都是廠商對陶瓷材料和工藝深刻理解的體現(xiàn)。

12、關(guān)于共燒技術(shù)，MLCC 元件主要由陶瓷介質(zhì)、內(nèi)電極金屬層和外電極金屬層構(gòu)成。 在生產(chǎn)過程中，陶瓷介質(zhì)和印刷內(nèi)電極漿料需進行疊合共燒，因此不可避免地需 解決不同收縮率的陶瓷介質(zhì)和內(nèi)電極金屬如何在高溫燒制環(huán)節(jié)中不分層、開裂的 問題，即所謂的陶瓷粉料和金屬電極共燒問題。共燒問題的解決，一方面需在燒結(jié)設(shè)備上進行持續(xù)研發(fā)；另一方面也需要 MLCC 瓷粉供應(yīng)商在瓷粉制備階段就與 MLCC 廠商進行緊密的合作，通過調(diào)整瓷粉的燒結(jié)伸縮曲線，使之與電極匹配良 好、更易于與金屬電極共同燒結(jié)。陶瓷粉體、工藝、設(shè)備垂直一體化就更為重要。2.2、日韓臺主導(dǎo)行業(yè)格局，國產(chǎn)替代空間廣闊日韓廠商憑借陶瓷粉體材料、核心工藝、專

13、用設(shè)備的垂直一體化，在 MLCC 行業(yè) 占據(jù)了非常高的份額，根據(jù)國巨披露的數(shù)據(jù)，村田以 31%的市占率排名第一，其 次是三星電機市占率 19%，國巨收購 Kemet 后市占率達到 15%，太陽誘電市占率 在 13%左右，前五大廠商占據(jù) 85%份額，集中度很高。在性能、可靠性要求最高 的車用 MLCC 領(lǐng)域，日本廠商更是占據(jù)壟斷地位，村田、TDK、太陽誘電等日廠 市占率在 90%左右。國內(nèi) MLCC 領(lǐng)域玩家主要有三環(huán)集團、風華高科、宇陽和微容，目前按產(chǎn)值計算， 市場份額合計 4%左右，以三環(huán)集團為代表的廠商，持續(xù)進行陶瓷材料、核心工藝 和專用設(shè)備垂直一體化的探索，國產(chǎn)替代空間巨大。3、需求提速

14、、供給受限，行業(yè)高景氣持續(xù)3.1、電動化、智能化和 5G 滲透拉動 MLCC 需求加速增長在當前時點，我們認為兩大驅(qū)動因素將帶動 MLCC 行業(yè)快速增長：1）電動化、 智能化、網(wǎng)聯(lián)化加速，車用 MLCC 需求迎來爆發(fā)式增長；2）5G 終端、物聯(lián)網(wǎng)設(shè) 備出貨快速增長，進一步拉動 MLCC 需求。3.1.1、汽車電子化驅(qū)動下，高容值、大尺寸車用MLCC 迎爆發(fā)式增長 汽車電子化驅(qū)動車用 MLCC 用量 3-8 倍提升，價值量 5-10 倍提升。根據(jù)村田披露數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)燃油車 MLCC 用量在 3000 顆左右，LV2 等級的 HEV 用量在 6000 顆以，而 LV3 等級的電動車 MLCC 用量在

15、 10000 顆以上，超過傳統(tǒng)燃油車的 3 倍， LV4 等級及以上的電動車用量在 20000 顆左右。其中，動力系統(tǒng)、ADAS 系統(tǒng)是用量最大的兩個部分，安全、娛樂和其他模塊則 具體看配置。根據(jù)我們測算，在電動化、智能化帶動下，車用 MLCC 需求量有望 實現(xiàn) 25%以上的復(fù)合增長，在 2024 年達到 1.1 萬億顆以上。首先是電動化，2020 年下半年以來，國內(nèi)和歐洲市場新能源車銷量迎來快速增長， 預(yù)計 2021 年全球新能源車銷量 470 萬輛以上，同比增長超過 60%，國內(nèi)和歐洲市 場分別達到 200 萬輛。根據(jù)德勤的預(yù)測，2030 年全球新能源汽車滲透率將達到 30%左右。新能源汽

16、車能顯著拉動 MLCC 的使用需求，來自于其核心的三電系統(tǒng)：電機系統(tǒng)、 電控系統(tǒng)和電池系統(tǒng)，包括電動引擎、控制器、直流轉(zhuǎn)換器、逆變器、電池管理 系統(tǒng)（BMS）、充電系統(tǒng)等，主要使用高介電常數(shù) MLCC，電容量較大，比如 X7R。以 BMS 系統(tǒng)為例，BMS 負責監(jiān)控電池的電壓、電流、溫度和整體狀況，保護電 池不過分充電，電路中需要 MLCC 幫助抑制電磁干擾和射頻干擾，同時要滿足耐高溫和系統(tǒng)微型尺寸的要求。根據(jù)拆解不難發(fā)現(xiàn)，Model X 的電池板中使用了大 量的 MLCC。其次智能化方面，ADAS 的滲透率正快速提升，ADAS 在提高駕駛安全性方面發(fā) 揮著重要作用，支持這類功能的 IC 越來

17、越多，為了抑制噪聲，需要使用更多平滑 去耦 MLCC。出于節(jié)省更多的空間的目的，小型化、高電容的 MLCC 需求不斷 增加，一般來說 ADAS 部分增加 2000-3000 顆 MLCC 用量。同時，隨著自動駕駛程度的提高，相比 LV1，LV4 的 ADAS 系統(tǒng)在超聲傳感器、 攝像頭、雷達和光線探測和測距（LiDAR）四個模塊的數(shù)量都會翻倍增長，進一 步拉動 MLCC 用量。從 TESLARATI 的拆解可以看出，Model3 的 ADAS 模塊上 鋪滿了各種尺寸的 MLCC，總計用量在 3600 顆左右。在具體要求上，車用 MLCC，特別是新能源車動力系統(tǒng)和 ADAS 系統(tǒng)，以大尺寸、 高

18、容值、高可靠性產(chǎn)品為主。車用 MLCC 尺寸基本在 0603 以上，1005 和 1608 是兩種主要規(guī)格，Tesla 的 Model 3 中則大量使用了 2012 規(guī)格的產(chǎn)品，村田也推出了 3216M/47F 和 3225M/100F 車用高容 MLCC。根據(jù)村田的測算，隨著電動化、智能化加速滲透，高容值 MLCC 用量 5 年內(nèi)會有 接近翻倍增長，高可靠性 MLCC 用量會有近 3 倍提升。3.1.2、5G 終端和 ioT 出貨快速增長，進一步拉動 MLCC 需求智能手機的功能創(chuàng)新持續(xù)帶動 MLCC 單機需求量快速提升。智能手機的新功能如 無線充電、快充技術(shù)、屏下指紋、TOF 攝像頭等新應(yīng)

19、用使得手機結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜， 新增的模塊需要更多的被動元件進行穩(wěn)壓、穩(wěn)流和過濾雜波。以無線充電為例， 通過電容和電感配套形成的諧振電路來產(chǎn)生感應(yīng)電流進行充電的，這就需要大幅 增加電感和電容的使用量。比較各代 iPhone 的 MLCC 使用量，由初代 iPhone 用量為 177 個，iPhone X 則增 加至 1100 個，未來隨著智能手機新功能的不斷增加，我們判斷 MLCC 的單機使 用量有望持續(xù)增加。同時，通信制式的升級也大幅拉動 MLCC 的用量。2G 手機 MLCC 用量約為 166 個，4G 手機用量為 550-900 個，隨著 5G 手機開始滲透，手機的頻段增加，需要 新增射頻前端

20、模塊，每個射頻前端模塊都需要使用大量的 MLCC，單臺手機的被 動元件用量有望大幅提升，預(yù)計提升幅度在 20%-30%。另外，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備出貨量的快速增長，提供了新的增長空間，根據(jù) IoT Analytics 數(shù)據(jù)，目前物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)在 100 億以上，并以 20%以上的復(fù)合增速增長。村田測 算，智能機和新終端 MLCC 用量 5 年后有望接近翻倍。3.2、供給端平穩(wěn)增長疊加部分產(chǎn)能受限，行業(yè)持續(xù)高景氣根據(jù)我們統(tǒng)計，2019 年全球主要 MLCC 廠商產(chǎn)能合計在 4200 億顆/月以上，主要 集中在村田、三星電機、國巨、太陽誘電、華新科等廠商，廠區(qū)主要分布在日本、 韓國、中國臺灣、大陸、馬來西亞和菲律賓等地。中國大陸是 MLCC 的主要生產(chǎn)地，產(chǎn)能占比超過 50%，日、韓、中國臺灣等占比 30%左右，菲律賓和馬來西亞有日韓廠商 16%的產(chǎn)能。根據(jù)我們測算，在 5G 手 機換機和汽車電動化、智能化加速滲透驅(qū)動下，MLCC 在 20-23 年需求增速分別 為 6%、18%、12%和 10%，從各個廠商擴